[发明专利]具有可调式气体出口的喷头

说明书

一种沉积工具包括：处理室；沉积基座，其用于支撑该处理室内的衬底，并且用于在该衬底的第一表面上沉积材料层；以及喷头组件，其具有相对于该衬底的第二表面的面板，该喷头的该面板具有多个可调式气体出口，其布置成当该材料层通过沉积基座正沉积于该衬底的第一表面上时分配清扫气体于该衬底的第二表面附近。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月31日申请的美国专利申请No.62/799,188的优先权利益，其通过引用合并于此以用于所有目的。

背景技术

本发明涉及沉积工具，尤其是具有可调式气体出口的喷头，所述可调式气体出口用于控制清扫气体的流速，以在衬底的一个表面上沉积的期间，防止在衬底的相对表面上伴随地沉积。

沉积工具通常用于沉积各种薄膜至衬底表面上，例如半导体晶圆、平板显示器及/或光伏设备上。这些设备在下文中统称为“衬底”。

在半导体工业中，通常沉积于衬底上的薄膜包括，但不限于，多晶硅、氮化硅、二氧化硅、某些金属(例如钨、镍、铝等)。通常形成于衬底的设备表面上的这些层随后进行图案化，以形成集成电路。

一或更多层的沉积通常引起机械应力，以作用在衬底上。这些机械应力一般会导致翘曲，这意味着衬底不再平坦。翘曲的衬底是有问题的。对于不平坦的衬底，在层的图案化期间可能会发生未对准，其接着可能导致缺陷和较低处理良率。

为了抵消翘曲，已知将一或更多层的材料沉积于与衬底的设备侧相对的背侧表面上。这些背侧层至少在约400℃或在低于约400℃的温度下对衬底提供拉伸和/或压缩强度及刚度。然而，在某些处理步骤中，例如退火或高温沉积，衬底暴露于非常高的温度，通常在800℃或更高的范围内。在这些较高的温度下，背侧层倾向“松弛”并失去其拉伸和/或压缩强度及刚度。因此，衬底将经常在高温下经历翘曲，其主要导致背侧层在防止翘曲方面无法起到作用。

高温下的翘曲问题的已知解决方式是在例如500℃至600℃范围的升高温度下进行背侧沉积。在该升高温度范围内进行背侧沉积时，背侧层的机械特性在很大程度上保持不变。换言之，即使在升高温度下，衬底翘曲的程度也显著降低。

无论温度为何，背侧沉积的附带结果是沉积材料可能环绕并伴随地沉积在衬底的设备侧。该伴随沉积是有问题的，因为其可能对在衬底的设备侧上制造的集成电路造成不利影响。

发明内容

公开了一种沉积工具，其包括具有可调式气体出口的喷头，所述可调式气体出口用于控制清扫气体的流速，以在衬底的一个表面上进行沉积的期间防止在衬底的相对表面上伴随地沉积。

该沉积工具包括：处理室；沉积基座，其用于支撑该处理室内的衬底，并且用于在该衬底的第一表面上沉积材料膜。该沉积工具还包括喷头组件，其具有相对于该衬底的第二表面的面板。该面板具有多个可调式气体出口，其布置成当该材料膜正沉积于该衬底的第一表面上时用于将清扫气体分配于该衬底的第二表面附近。环绕衬底并伴随地进入衬底的设备侧上方空间的任何背侧沉积材料被清扫气体的流动去除。因此，减少或完全消除衬底的设备表面上的伴随膜沉积。

可调式气体出口各自布置成用于容纳可移除的插件。气体出口可各自使用不同的插件进行配置。例如，可使用具有不同数量的孔、不同孔图案、不同孔直径的插件，或者甚至没有孔的插件。通过选择不同的插件，即可控制清扫气体的流动，以符合工具规格及操作条件。另外，用于给定喷头组件的插件无须全部相同。例如，各个插件可具有更多或更少的孔、不同的孔图案、具有不同直径的孔等。因此，可以在衬底的第一表面正上方的每一插件位置处分别控制清扫气体的局部流动。由于插件是可以移除的，因此其可以在需要时变化，包括当沉积工具在现场时。因此，客户及终端使用者可根据需求或随着操作参数的变化来配置喷头组件。

附图说明

通过参考以下结合附图的描述，可最佳地理解本申请及其优点，其中: